báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử

Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn  ĐỀ TÀI Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử Giáo viên hướng dẫn : Họ tên sinh viên :  Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 1 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn MỤC LỤC MỤC LỤC 2 BÀI 1: 2 SEMICONDUCTOR FUNDAMENTAL 2 Chủ đề 1: Giới thiệu về chất bán dẫn 2 Chủ đề 2 : Diode và chỉnh lưu bán kỳ 3 Chủ đề 4 : Tiếp giáp của Transistor và sự phân cực Dc cho Transistor PNP 10 Chủ đề 5 : Đường tải và hệ số khuyếch đại của Transistor 11 BÀI SỐ 2: 13 CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA F.E.T 13 CHỦ ĐỀ 3: MẠCH KHUẾCH ĐẠI BẰNG JFET 16 CHỦ ĐỀ 5: MOSFET CỔNG ĐÔI 19 23 BÀI SỐ 3: 23 THYRISTOR VÀ CÁC MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 23 Tìm hiểu thyristor và các mạch điều khiển công suất 23 CHỦ ĐỀ 1: LAM QUEN VỚI BẢN MẠCH 23 CHỦ ĐỀ 2: SCR 25 CHỦ ĐỀ 4 : ĐIỀU KHIỂN SCR BẰNG TÍN HIỆU AC 28 Chủ đề 5: 30 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT KHI SCR ĐƯỢC KÍCH DẪN BẰNG MẠCH UJT 30 CHỦ ĐỀ 6: TRIAC 32 CHỦ ĐỀ 7: ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT AC BẰNG TRIAC 33 BÀI SỐ 4: 35 BÀI 1: SEMICONDUCTOR FUNDAMENTAL I.Thiết bị: - Máy hiện sóng 2 chiều - Máy tạo sóng sin - Bảng mạch II.Nội dung thí nghiệm: Chủ đề 1: Giới thiệu về chất bán dẫn a. Mục đích: Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 2 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn Hiểu định nghĩa giải thích về vật liệu bán dẫn và chức năng của nó trong các dụng bán dẫn.Nhận dạng và kiểm chứng nguyên lý hoạt động của một số dụng cụ bán dẫn. b. Kết luận: - Diode và transistor được cấu trúc từ vật liệu bán dẫn, thường là silicon và Germanium. - Diode có một tiếp giáp PN, Transistor có 2 tiếp giáp PN. - Diode,zener, LED khác nhau về kí hiệu. - Ký hiệu của PNP transistor có chiều mũi tên cực BASE,còn NPN thì chiều mũi tên chỉ vào cực Emiter - Diode có 2 cực Anode và Cathode.Transistor có 3 cực Emiter,Base,collector. Chủ đề 2 : Diode và chỉnh lưu bán kỳ a. Mục đích : Hiểu, giải thích và mô tả các nguyên lý và các đặc tính hoạt động của Diode bán dẫn. Mạch thí nghiệm : Các thông số đo được trên mạnh là : V A = -10VDC V R1 = -9.37 V R2 = -0.1mV Với các giá trị như thế CR1 được phân cực thuận, CR2 được phân cực nghịch. Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 3 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn Các thông số đo được trên mạnh là : V A = 10VDC V R1 = 0.1mV V R2 = 9.39V Với các giá trị như thế CR1 được phân cực nghịch, CR2 được phân cực thuận. Dựa vào định luật Ohm ta xác định được dòng điện qua điện trở R 2 : Dựa và giá trị của I R2 ta xác định được dòng qua CR2 : I CR2 = 2.85mA V A (V) V R2 (V) I CR2 = V R2 /3.3KΩ (mA) V D = V A – V R2 (V) 0.75 0.29 0.088 0.46 5 4.41 1.34 0.59 10 9.38 2.84 0.62 Kết luận : - Đặc tuyến dòng một chiều của diode mô tả dòng và điện áp thuận và ngược. - Khi điện áp phân cực thuận tăng, vượt qua điện áp chắn thì dòng tăng nhanh chóng, với sụt áp trên diode nhỏ. - Khi diode phân cực ngược, có dòng rò nhỏ chạy qua. Cho đến khi đạt được điện áp đánh thủng, dòng ngược tăng nhanh chóng, diode bị đánh thủng. - Diode có điện trở thuận thấp, điện trở nghịch cao. Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 4 mA85.2 R V I 2 2R 2R == Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn Thí nghiệm 2 : Hình minh họa mối quan hệ giữa dạng sóng vào và sóng ra của chỉnh lưu bán kỳ dương. Khi V i (pk) = 4V  V o(pk) = V i(pk) – V F = 4V Khi V o (pk) = 5V  V o (avg) = 0.318 x V o (pk) = 1.59V Quan hệ giữa sóng vào và sóng ra của chỉnh lưu bán kỳ dương. Mạch chỉnh lưu diode bán kỳ: Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 5 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn * V I (pk) = 1V  V o (pk) = V I (pk) – 0.6 = 0.4V Với 0.6V là sụt áp trên CR1 * V I (pk) = 2V  V o (pk) = V I (pk) – 0.6 = 1.4V * V o(pk) = 3V  V o(avg) = 0.318 x V o(pk) = 0.954V Kết luận : - Chỉnh lưu bán kỳ là quá trình biến đổi tín hiệu xoay chiều thành xung một chiều suốt nữa chu kỳ. - Diode và điện trở tải hình thành một chỉnh lưu bán kỳ. - Khi anode của diode được kết nối với tín hiệu xoay chiều, thì tín hiệu ra là xung dương trong bán kỳ dương. - Khi cathode của diode được kết nối với tín hiệu xoay chiều, thì tín hiệu ra là xung âm trong bán kỳ âm. - Sụt áp trên diode giảm điện thế ra của chỉnh lưu toàn kỳ. Chủ đề 3 : Chỉnh lưu toàn kỳ và mạch lọc. Mục đích : Hiểu, giải thích và kiểm chứng mạch chỉnh lưu toàn kỳ, mạch lọc và mạch nhân đôi điện áp. Thí nghiệm 1 : Chỉnh lưu toàn kỳ V o(pk) = 10V  V o (avg) = 0.636 x V o(pk) = 6.36V Chỉnh lưu toàn kỳ: Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 6 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn Ta có : V I (pk-pk) = 20V, f I = 100Hz  f o = 2x f I = 200Hz  V o(pk) = V I(pk) – 2x0.6 = 8.8V  V o(avg) = 0.636 x V o(pk) = 5.59V Kết luận : - Mạch chỉnh lưu cầu toàn kỳ chuyển đổi cả 2 pha của tín hiệu xoay chiều vào thành xung ra 1 chiều - Tần số của tín hiệu ra gấp 2 lần tần số vào - 4 diode tạo thành mạch chỉnh lưu cầu. vì vậy dòng chỉ chảy qua 2 diode trong cùng 1 thời gian - 2 diode dẫn sẽ hướng điện áp làm cho dòng tải luôn chạy theo 1 hướng - Điện áp đỉnh ra nhỏ hơn diện áp đỉnh vào vì do sụt áp trên 2 diode. - V o(avg) =0.636xV o(pk) Thí nghiệm 2 : Mạch lọc V o(pk) = 10 V  V o(pk) = 12V Thêm tụ C 1 vào hình vẽ: Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 7 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn Với VOM, dòng điện DC ra = 12V Kết nối thêm R2 vào mạch như sau : Dựa vào máy hiện sóng, điện thế gợn sóng : V r(pk) = 50mV Điện thế DC ra : V o = 9.2V Nối thêm C2 song song vói C1 và R2 như sau : Dựa vào máy hiện sóng, điện thế gợn sóng : V r(pk) = 60mV Điện thế DC ra : V o = 8.7V Kết luận : - Tụ lọc ra được gọi là tụ hóa khi kết nối ngang với tín hiệu chỉnh lưu ra. - Tụ xả nhanh chóng tại điện thế chỉnh lưu đỉnh. - Điện thế ra giữa 2 xung bằng không, tụ đã nạp được xả và cung cấp dòng qua tải. - Trước khi điện áp tụ rơi chậm, một xung ra khác từ bộ chỉnh lưu sẽ được nạp lại cho đến khi tụ đạt đến điện áp đỉnh. - Thời gian xả trên tụ lớn hơn thời gian nạp. - Độ gợn sóng tồn tại trong dải Volt có thể được giảm xuống đến dải mV. Thí nghiệm 3 : Mạch nhân đôi điện áp Cho mạch như hình vẽ : Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 8 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn V I(pk) = 10V  V o(pk) = 2x V I(pk) = 20V V C1 = V C2 = 10V Độ gợn r = 20mV(pk-pk) * Thay đổi R L = 39KΩ  Độ gợn r = 54mV(pk-pk)  V o = 12V Kết luận : - 2 diode và 2 tụ lọc có thể tạo thành mạch nhân đôi điện áp. - Mạch nhân đôi điện áp chỉnh lưu tín hiệu vào và lọc tín hiệu ra có điện áp bằng 2 lần điện áp vào. - Tại mỗi nữa chu kỳ của tín hiệu xoay chiều, gồm một diode dẫn và 1 tụ nạp. - Bời vì : + 2 tụ mắc nối tiếp ngang qua điện áp ra nên tín hiệu ra một chiều bằng tổng điện áp trên 2 tụ. + 1 tụ nạp trong suốt nữa bán kỳ của tín hiệu AC, tần số gợn sóng ra của mạch nhân đôi điện áp bằng 2 lần tần số tín hiệu vào. Exercise 2 : Zener Diode V CR1 = -0.6V Nối mạch như hình vẽ : Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 9 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn Đặc tuyến của diode Zener Kết luận : - Diode được thiết kế để hoạt động an toàn trong miền đánh thủng. - Tại phân cực thuận,diode Zener đóng vai trò như một diode chỉnh lưu. - Dựa vào đặc tuyến phân cực ngược của diode Zener chỉ rằng diode Zener sẽ ngưng dẫn khi V Z đạt tới điểm đánh thủng. - Tại V Z , dòng ngược tăng nhanh, điện áp ngược tăng rất chậm. - Trong mạch diode Zener, điện trở được mắc nối tiếp với điện trở Zener để giới hạn dòng có giá trị bằng dòng I ZT . Kết luận : - Diode Zener được sử dụnh trong các mạch điều hòa điện áp do mức điện áp Zener hầu như không thay đổi. - Diode Zener sẽ giữ mức điện áp ra bằng mức điện áp Zener, bất chấp các biến thiên của điện áp nguồn cung cấp và điện trở tải. - Dòng điện tổng trong mạch ổn định điện áp bằng diode Zener là tổng dòng chảy qua diode Zener và dòng chảy qua tải. - Các Diode Zener thực hiện tốt sự điều chỉnh điện áp bởi vì I Z có thể thay đổi đáng kể theo sự thay đổi nhỏ của điện áp đặt vào khi làm việc ở vùng đánh thủng. - Lượng tăng lên của dòng tải sẽ đượ bù bằng lượng giảm của dòng Zener, đặc tính này sẽ cho khả năng điều hòa tải của bộ ổn định điện áp. - Độ ổn định của tải theo phần trăm được đo bằng độ thay đổi điện áp trên tải do sự thay đổi ở tải. Chủ đề 4 : Tiếp giáp của Transistor và sự phân cực Dc cho Transistor PNP. Mục đích : Xác định và giải thích các đặc tính và nguyên lý hoạt động của Transistor, áp dụng bằng cách đo thử các transistor, và khảo sát chuyển mạch bằng transistor. Exercise 2 : Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 10 [...]... MẠCH 1 Mục đích: Nhận dạng bảng mạch và các thyristor trên bảng mạch THYRISTOR & POWER CONTROL CIRCUITS 2 Nội dung thí nghiệm: Thí nghiệm 1.1: Nhận dạng các thyristor và các cấu kiện điện tử tren bảng mạch 23 Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn Thí nghiệm 1.2: Liên kết các mạch thyristor trên bảng mạch THYRISTOR & POWER CONTROL CIRCUITS THYRISTOR & POWER CONTROL... dung thí nghiệm: * Thí nghiệm 2.1 : Mục đích: - Đo thử 1 SCR bằng đồng hồ vạn năng - Cần phải có đồng hồ có chức năng đo điện trở hay chức năng đo diod - Tiếp giáp G-K của SCR chỉ là một tiếp giáp PN nên có thể đo như 1 diod * Thí nghiệm 3 1.Mục đích thí nghiệm Đo điện áp kích khởi ở cổng và dòng giữ của 1 SCR2 2.Trình tự thí nghiệm Mắc mạch như hình vẽ 25 Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện. .. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM * Thí nghiệm 3.1 1 Mục đích: Kiểm chứng hoạt động của SCR như một bộ chỉnh lưu bán kỳ được điều khiển 2 Trình tự thí nghiệm Mắc mach như hình vẽ : -Chưa nhấn S1 thì SCR chưa dẫn 26 Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn -Nhấn S1 thí SCR dẫn , tín hiệu ra trên R4 có dạng chỉnh lưu nữa chu kỳ -Tín hiệu trên SCR có dạng như hình vẽ * Thí nghiệm. .. của mạch chỉnh lưu toàn kỳ có thể gấp đôi 29 Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn Chủ đề 5: ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT KHI SCR ĐƯỢC KÍCH DẪN BẰNG MẠCH UJT 1 Mục đích: Hiểu rõ ứng dụng của UJT làm cấu kiện kích khởi cho SCR 2 Trình tự thí nghiệm: Thí nghiệm 5.1: đặc tuyến V-A của UJT Mục đích thí nghiệm 5.1: kiểm chứng họ đặc tuyến của UJT Mắc mạch như hình vẽ; Điều... không đổi mắc nối tiếp - Sự phân bố điện áp giữa nguồn dòng (JFET) và tải phụ thuộc vào giá trị của điện trở tải - Công suất tiêu tán của nguồn dòng không đổi tăng khi điện trở tải giảm 18 Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn CHỦ ĐỀ 5: MOSFET CỔNG ĐÔI 1 Mục đích: Khảo sát hoạt động DC và AC của MOSFET 2 Trình tự thí nghiệm: Thí nghiệm 5.1: Các chế độ hoạt động... tăng cường kênh, điện áp phân cực dương được đặt, ở chế độ nghèo kênh, điện áp phân cực âm được đặt vào - MOSFET kênh N kiểu tăng cường/nghèo kênh có thể hoạt động với điện áp G dương hoặc âm, và không tạo nên dòng cổng - Điện áp G dương làm tăng dòng I DS đối với MOSFET kênh N kiểu tăng cường/nghèo kênh 19 Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn - Điện áp G âm làm... không xuất hiện tại VGS = 0Vdc Thí nghiệm 5.2: Bộ khuếch đại điện áp bằng MOSFET Mục đích: Xác định các đặc tính hoạt động của bộ khuếch đại điện áp bằng MOSFET kênh N Nội dung: Mắc mạch như hình vẽ: Mắc đồng hồ đo điện thế tại cực D, điều chỉnh R1 để VD = 7.5Vdc Dùng máy hiện sóng để chỉnh GEN 200mVpk-pk, 1000 Hz 20 Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn Xác... đỉnh âm ở emiter là: Ve=-7,9 V Kết luận : - UJT được kích mở khi đạt tới điện thế VP( firing voltage) - Chúng ta có thể điều khiển xung ra ở B1 từ 0 đến 180 độ - UJT tắt khi điện thế ở emitter giảm xuống dưới điện thế Vv * Thí nghiệm 5.2 ĐIỀU KHIỂN PHA BÁN KỲ / TOÀN KỲ BẰNG UJT 30 Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn Mục đích : Kiểm chứng mạch điều khiển pha bán... JFET 1 Mục đích: Kháo sát nguyên lý hoạt động của mạch nguồn dòng bằng JFET 2 Nội dung thí nghiệm: Thí nghiệm 4.1: Nguyên lý hoạt động của nguồn dòng hằng bằng JFET Mục đích: Quan sát và đo dòng ra của một nguồn dòng hằng bằng JFET Nội dung: Mắc mạch như hình vẽ: 17 Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn Điều chỉnh theo chiều kim đồng hồ làm ngắn mạch R2 mạch chỉ... 4B1 – Lớp 06DT1 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn KẾT LUẬN: - Một mạch triac bán kỳ dẫn khi nó đạt đến điện thế kích khởi cổng - Hoạt động của một mạch triac bán kỳ giống như một SCR - Chúng ta có thể sử dụng mạch điều khiển pha ở cực cổng của triac để diều khiển góc dẫn của triac Thí nghiệm 7.2 Mạch triac toàn kì : Điều chỉnh R1 đến CW ta quan sát dạng sóng ra Điện thế trên . Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: Nguyễn Thanh Sơn  ĐỀ TÀI Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử Giáo viên hướng. dung thí nghiệm: Thí nghiệm 2.1: Đặc tuyến làm việc của JFET. Mắc mạch như hình vẽ:Đo I DS Nhóm 4B1 – Lớp 06DT1 13 Báo cáo thí nghiệm cấu kiện điện tử GVHD: